Dmitri Mazourov est né le 13 avril 1981 à Novossibirsk. Son attirance pour le métier d'acteur s'est manifestée dès la petite enfance. Pendant ses années scolaires, il est entré à la « Studio de plastique », créée au sein du Théâtre académique de la jeunesse de Novossibirsk « Globus », alors dirigée par Gueorgui Viatcheslavovitch Erasek. Dans le cadre de sa formation, Mazourov a participé très activement aux productions pour enfants. En 1998, après avoir terminé l'école, il a déposé son dossier à l'École de théâtre de Novossibirsk. Les examens d'entrée se sont déroulés avec succès, et le jeune homme a intégré la classe des artistes émérites Alexandre Kouznetsov et Tamara Kotcherjinskaïa. Tout au long de sa période étudiante, Mazourov a continué à jouer au théâtre « Globus ». Vers 2002, il était déjà monté sur scène dans des spectacles de fin d'études tels que « Les Deux Gentilshommes de Vérone » d'après la comédie de William Shakespeare (rôle de Valentin), « Au fond » d'après le drame éponyme de Maxime Gorki (rôle de Klichtch), « La Cage d'escalier » d'après la pièce de Lioudmila Petrouchevskaïa, ainsi que « L'Épouse » d'après l'œuvre de Tchekhov (rôle de Nikolaï Evgrafytch).

Mazourov a décidé de poursuivre sa formation au métier d'acteur dans la capitale et, après avoir déménagé à Moscou, il est entré directement en troisième année à l'Université panrusse de cinématographie S. A. Guerassimov. Le jeune acteur a été admis dans l'atelier de Vitali Mefodievitch Solomine et d'Alexandre Sergueïevitch Lenkov, et deux ans plus tard, il a obtenu un second diplôme d'études supérieures. Les travaux d'examen de Dmitri ont cette fois été le rôle principal dans la mise en scène de Molière « Tartuffe, ou l'Imposteur » et le rôle de Pertti Oras dans la comédie du dramaturge finlandais Ensio Rislakki « La laide Elsa ». Les débuts cinématographiques de Mazourov ont eu lieu dans un épisode du feuilleton historique national de Piotr Stein « Pauvre Nastia », avec Elena Korikova et Daniil Strakhov dans les rôles principaux. Ensuite, l'acteur est apparu sous les traits de Gocha Rokhline dans un épisode de la série policière « Opéra-1. Chroniques de la brigade criminelle » (épisode « Qui veut devenir millionnaire »). En 2005, Dmitri a tourné dans la suite du projet comique de Viatcheslav Mourougov « Les Soldats-4 », où il a joué le contractuel Serega. En parallèle, il a travaillé sur la série de Dmitri Kouzmine, Svetlana Lopatoukhina et Boris Kazakov « RoublevkaLive ».

En 2005, la filmographie de Mazourov s'est enrichie de deux nouveaux projets télévisés – « Condamnée à devenir une star » et « La Chasse au raisin sec ». Quelques années plus tard, le film d'Oleg Riaskov « Le Serviteur du souverain » est sorti sur les écrans, avec Dmitri Miller et Valeri Malikov dans les rôles principaux, tandis que Dmitri lui-même est apparu dans le rôle d'un serviteur. Un an plus tard, il a participé au travail sur la comédie de Vartan Akopian « Platon ». En parallèle, l'acteur tournait dans le sitcom populaire sur la vie étudiante « L'Université » du réalisateur Piotr Totchiline. En 2009, Dmitri est apparu sous les traits d'un soldat du NKVD dans le film de Nikita Mikhalkov « Soleil trompeur 2 ». Les tournages dans des séries se sont poursuivis avec la sortie sur les écrans du projet à succès de Viatcheslav Mourougov « Les Filles de papa ». En 2011, Mazourov a interprété l'un des rôles clés dans la série télévisée d'Ilia Koulikov « Piatnitski », ainsi que dans sa suite « Karpov » (2012).